امروزه برای تصفیه کردن آب های شهری، فاضلاب ها و استخر ها از مواد متفاوتی استفاده می شود که هر کدام علاوه بر تصفیه کنند گی آب قابلیت های دیگری هم دارند. یکی از پرکاربرد ترین مواد معدنی که در صنایع تصفیه آب استفاده می شود زغال سنگ آنتراسیت است. این ماده به دلیل ساختار متخلخل و ظرفیت بالای جذب، توانایی بالایی در حذف آلودگیها و ذرات معلق از آب دارد. در این مقاله از جهان سنگ الوند قصد داریم به یکی از سوالات پر تکرار تحت عنوان آنتراسیت در تصفیه آب چه کاربردی دارد؟ پاسخ دهیم. پس تا انتهای این محتوا همراه ما باشید.
آنتراسیت چیست؟
آنتراسیت (Anthracite) یکی از بهترین نوع زغال سنگ است که از کربن خالص ساخته شده است و به رنگ تیره یافت می شود. به همین دلیل در دسته ی زغال سنگ های باکیفیت قرار می گیرد. کربن موجود در این زغال سنگ حدود 80 تا 95 درصد است و دارای گوگرد و نیتروژن بسیار کمی در حد کمتر از 1 درصد است. آنتراسیت دارای 10 تا 20 درصد خاکستر و تقریباً 5 تا 15 درصد رطوبت دارد. آنتراسیت بسیار سخت است و به دلیل آن که چگالی بالایی دارد به سختی مشتعل می شود و وقتی می سوزد از خود شعله ی آبی و بدون دود را منتشر می کند. این نوع زغال سنگ در دما های بالا ایجاد می شود. دمای موردنیاز برای تشکیل آنتراسیت فقط در مرز های کمربند کوهستانی امکان پذیر است. یکی از ویژگی های آنتراسیت نسبت به انواع زغال سنگ ها تمیز بودن آن است به این معنی که با سوختن آنتراسیت گاز های سمی کمتری نسبت به سایر زغال سنگ ها تولید می شود. همچنین در ساختار این ماده آب و رطوبت بسیار کمی وجود دارد.
به نقل از سایت wikipedia، آنتراسیت به دو درجه استاندارد طبقه بندی می شود که عمدتاً در تولید برق و درجه بالا (HG) و فوق العاده بالا (UHG) استفاده می شود که استفاده اصلی آن در بخش متالورژی است. این زغال حدود ۱ درصد از ذخایر زغالسنگ جهانی را تشکیل داده و تنها در چند کشور در سراسر جهان استخراج می شود. چین اکثریت تولید جهانی آن را تشکیل می دهد؛ تولیدکنندگان دیگر روسیه، اوکراین، کره شمالی، آفریقای جنوبی، ویتنام، انگلستان، استرالیا، کانادا و ایالات متحده هستند. کل تولید در سال ۲۰۱۰ به ۶۷۰ میلیون تن رسید آنتراسیت می تواند کدورت آب را برطرف کند و کمی هم آهن و منگنز را از بین می برد.
انواع آنتراسیت استفاده شده در تصفیه آب
آنتراسیت ها بر اساس مقدار کربن و ماده ی فرار تشکیل دهنده ی آن ها دسته بندی می شوند. همچنین از لحاظ کیفیت به سه دسته تقسیم می شوند: استاندارد، ممتاز و عالی. برای تصفیه آب معمولا آنتراسیت را با سیلیس و کربن فعال ترکیب می کنند و در فیلتر ها قرار می دهند تا پاک کنندگی آلاینده ها بهتر انجام شود. در ادامه به بررسی انواع آنتراسیت پرکاربرد در تصفیه آب می پردازیم
آنتراسیت خام
آنتراسیت خام به صورت طبیعی از معادن استخراج می شود. این زغال سنگ را بعد از استخراج ابتدا به صورت کامل شستشو می دهند و سپس خشک می کنند و در فیلتر های چند لایه از آن استفاده می کنند.
آنتراسیت کربن فعال
برای تهیه ی این نوع از آنتراسیت نیاز است که در آزمایشگاه های مخصوص، آنتراسیت را با کربن فعال فراوری کنند تا به بالاترین سطح جذب برسند. آنتراسیت کربن فعال به دلیل جذب بسیار بالایی که دارد برای حذف آلایندهها و مواد شیمیایی از آب در صنایع مختلف بسیار مؤثر است.
آنتراسیت با اندازههای مختلف
این نوع از آنتراسیت در ابعاد و اندازه های مختلف تولید می شود مانند خرد شده یا دانه ای که ابعاد هر کدام از این نوع آنتراسیت براساس نوع سیستم تصفیه و نیازهای خاص تهیه می شود. ابعاد ذرات بر روی عملکرد فیلتر تصفیه آب تاثیر دارد.
آنتراسیت ترکیبی
برای اینکه سطح جذب و تخلخل همچنین عملکرد آنتراسیت را در تصفیه کنندگی افزایش بدهند؛ در آزمایشگاه ها آنتراسیت را با سایر مواد معدنی مانند سیلیس و زغال سنگ های دیگر ترکیب می کنند.
آنتراسیت پیش تصفیه
این نوع از آنتراسیت در مراحل ابتدایی تصفیه آب قرار می گیرد تا آلودگی های اولیه را از بین ببرد.
مقایسه انواع آنتراسیت استفاده شده در تصفیه آب
| نوع آنتراسیت | مشخصات فیزیکی / شیمیایی کلیدی | اندازه ذرات | سختی و مقاومت سایشی |
| آنتراسیت خام | کربن سخت و متراکم با کربن غیر فعال؛ ناخالصی معدنی اندک؛ چگالی ظاهری نسبتا کم | معمولاً 0.6–1.6 | سخت و مقاوم در برابر سایش، مناسب برای فیلترهای تحت شستشوی معکوس مکرر. |
| آنتراسیت کربن فعال | آنتراسیت فعالشده با خواص جذب (افزایش سطح ویژه، گروه های فعال سطحی). سطح کربنی فعال بیشتر. | 0.4–1.5 mm | بسته به فرآیند فعالسازی ممکن است کمی شکننده تر از آنتراسیت خام باشد. |
| آنتراسیت با اندازه های مختلف | مجموعه دانه بندی های کنترل شده (ریز تا درشت) برای بهبود توزیع جریان، کاهش افت فشار و بهبود جداسازی ذرات. مشخصات شیمیایی مشابه آنتراسیت خام. | معمولاً ترکیبی بسته به لایه بندی. | مقاومت خوب؛ اما اگر دانه بندی نامناسب باشد موجب حرکت لایه ها و اختلال در عملکرد می شود. |
| آنتراسیت ترکیبی | آنتراسیت ترکیبی با موادی مثل لایه های اکسیدی، رزین ها، فلزات فعال، یا ذرات کربن فعال ترکیب می شود تا ویژگی های سطحی هدفمند فراهم شود. | معمولاً 0.5–1.6 mm. | بسته به لایه پوششی ممکن است سایندگی متفاوت باشد؛ برخی پوشش ها شکنندگی را افزایش می دهند. |
| آنتراسیت پیش تصفیه | معمولاً آنتراسیت خام یا دانه بندی درشت تر طراحی شده برای حذف بار ذرات بزرگ و محافظت از واحد های پایین دستی | معمولاً 1.0–2.5 mm یا حتی 2–4 mm برای برخی کاربرد ها. | بسیار مقاوم، مناسب برای جریان های با کدورت بالا و شستشوی معکوس پرتکرار. |
مزایای آنتراسیت در تصفیه آب
آنتراسیت مزایای متعدد و منحصر به فردی دارد که باعث شده است در صنعت تصفیه آب جایگاه خاصی پیدا کند. بخشی از مزایای آنتراسیت به شرح زیر است:
- آنتراسیت به خوبی ذرات معلق و کدورت آب را از بین می برد و باعث افزایش کیفیت آب می گردد.
- به دلیل سطح متخلخلی که دارد باعث می شود آلاینده ها و مواد آلی را بهخوبی جذب کند و از بین ببرد.
- آنتراسیت نسبت به سایر مواد شیمیایی پایدار است و در فرآیند تصفیه آب دچار تغییرات شیمیایی نمی شود.
- این ماده طول عمر مفید و طولانی نسبت به سایر مواد فیلترکننده دارد، که باعث کاهش هزینه های نگهداری و تعویض می گردد.
- وجود آنتراسیت در سیستم های تصفیه آب به از بین بردن طعم و بوی نامطبوع در آب کمک می کند و کیفیت آن را افزایش دهد.
- آنتراسیت به راحتی با سیستم های مختلف تصفیه آب مانند فیلترهای تحت فشار و فیلترهای گرانولی سازگار است.
- جریان آب بیشتری نسبت به لایه ی ماسه سیلیس از آنتراسیت می گذرد.
- فیلتر هایی که از آنتراسیت استفاده می کنند راحت تر از فیلتر های ماسه سیلیس شستشو می شوند.
- آنتراسیت یک مکمل بسیار مناسب برای فیلتر های لایه ای است.
کاربرد های آنتراسیت در تصفیه آب
همانطور که می دانید یکی از مهم ترین کاربر های آنتراسیت، تصفیه آب و فاضلاب است. اگر بخواهیم عملکرد آنتراسیت در تصفیه آب را با کربن اکتیو و سیلیس مقایسه کنیم: کارایی آنتراسیت بالاتر از کربن فعال است اما از سیلیس کمتر است. استفاده از آنتراسیت در تصفیه آب باعث می شود آلاینده های آب مثل کدورت، منگنز، آهن، کلر آزاد، کروم، مواد آلی، فلزات سنگین، چربی و روغن حذف و یا کاهش یابد. این کانی طبیعی در طی مراحل استخراج، خرد شدن، آسیاب شدن، شستشو، خشک شدن و بسته بندی آماده برای مصرف می گردد.
آنتراسیت به دلیل مزایا و خصوصیات بیشماری که دارد در صنعت تصفیه آب نقش مهمی ایفا می کند از جمله:
- حذف ذرات معلق: آنتراسیت ناخالصی ها و ذرات معلق آب را حذف می کند.
- پیش تصفیه در تصفیه خانه ها: فیلتراسیون ها دارای چندین لایه هستند معمولا آنتراسیت در اولین مرحله تصفیه خانه ها استفاده می شود تا آلودگی برای مراحل بعدی کاهش پیدا کند.
- افزایش کیفیت آب خروجی: آنتراسیت کیفیت آب خروجی را بهبود می بخشد.
- استفاده در فیلتر های چندلایه: آنتراسیت یکی از مهم ترین لایه های فیلتر های چند لایه است که به همراه موادی مانند سیلیس، گارنت و ماسه استفاده می شود. تمامی این مواد در کنار هم به بهبود عملکرد تصفیه کنندگی کمک می کنند.
از آنتراسیت برای تصفیه آب چه بخشی استفاده می کنند؟
فیلتر های تصفیه آب معمولا به کمک چندین لایه مواد می توانند آب را تصفیه کنند. لایه ی اول از موادی استفاده می شود که چگالی کمتری داشته باشند که آنتراسیت یک انتخاب مناسب برای این کار است. لایه ی آنتراسیت به دلیل از بین بردن تیرگی ها و آلودگی های آب یکی از مهم ترین لایه ها به حساب می آید. لایه ی بعدی ماسه سیلیس و دانه های ریز گزاول قرار دارد. وجود این لایه ها نیز اهمیت بالایی در تصفیه کنندگی آب دارند. پیشنهاد می شود برای اطلاعات بیشتر مقاله ی فیلتر شنی چیست؟ کاربرد سیلیس در فیلتر شنی را مطالعه فرمایید.
خصوصیات فیزیکی آنتراسیت
|
خصوصیات فیزیکی |
|
رنگ سیاه براق یا خاکستری تیره |
|
تراکم فله خشک ۸۰۰ کیلوگرم در متر مکعب |
|
وزن مخصوص ۱٫۶+ .۰۵ g / cm3 |
|
اندازه موثر ۱٫۲ – ۲٫۴ میلی متر |
|
ضریب یکنواختی ۱٫۵ – ۱٫۷ |
|
شاخص پیوند ۲۰ – ۲۲ |
|
سختی آن بین ۲٫۵ تا ۴ موس است |
|
چگالی بین ۱٫۳ تا ۱٫۸ گرم بر سانتیمتر مکعب |
|
پایداری فیزیکی |
خصوصیات شیمیایی آنتراسیت
| خصوصیات شیمیایی |
| ساختار متراکم و سخت |
| مقاومت بالا در برابر خوردگی |
| محتوی کربن بالا معمولاً بین ۸۶ تا ۹۸ درصد |
| مواد فرار کم (معمولاً کمتر از ۱۰ درصد) |
| رطوبت بسیار کم (کمتر از ۱۵ درصد) |
| ارزش حرارتی بالا (معمولاً بین ۳۰ تا ۳۵ مگاژول بر کیلوگرم) |
| دارای 1 درصد گوگرد |
| دارای 10 درصد خاکستر |
| پایداری شیمیایی |
نحوه انتخاب آنتراسیت مناسب برای انواع سیستم های تصفیه آب
نحوه انتخاب آنتراسیت مناسب برای انواع سیستم های تصفیه آب از اهمیت بالایی برخوردار است و تأثیر مستقیم بر کیفیت و کارایی فرآیند فیلتراسیون دارد. در ادامه به مهم ترین عوامل و نکات کلیدی در انتخاب آنتراسیت مناسب خواهیم پرداخت.
1. بررسی مشخصات فیزیکی و شیمیایی آب ورودی
اولین گام در انتخاب آنتراسیت مناسب، شناخت دقیق ویژگی های آب ورودی به سیستم است. این شامل میزان ذرات معلق، کدورت، pH، دما و ترکیبات شیمیایی می شود. این عوامل تعیین می کنند که چه نوع و اندازه دانه آنتراسیت برای جذب موثر آلودگی ها و بهبود کیفیت آب لازم است. به عنوان مثال، در آب هایی با کدورت بالا و ذرات بزرگ، استفاده از آنتراسیت با دانه بندی درشت تر موثرتر خواهد بود.
2. انتخاب دانه بندی آنتراسیت بر اساس نوع ذرات موجود
دانه بندی آنتراسیت نقش مهمی در کارایی فیلتراسیون دارد. اگر ذرات معلق در آب بزرگ باشند، آنتراسیت با دانه های درشت تر باعث جلوگیری از گرفتگی سریع فیلتر می شود. اما در مواردی که ذرات ریزتر باشند، استفاده از آنتراسیت با دانه بندی ریزتر می تواند ذرات کوچک را بهتر جذب کند. انتخاب صحیح دانه بندی بر اساس نوع ذرات، باعث افزایش طول عمر فیلتر و بهبود کیفیت تصفیه می شود.
3. تعیین نوع سیستم فیلتراسیون و سازگاری آنتراسیت
نوع سیستم فیلتراسیون که استفاده می شود نیز تاثیر مستقیم بر انتخاب آنتراسیت دارد. در سیستم های چندلایه، معمولاً آنتراسیت به عنوان لایه بالایی و با دانه بندی درشت تر به کار می رود تا ذرات بزرگ تر را جذب کند و لایه های زیرین، ذرات ریزتر را حذف کنند. اما در سیستم های تک لایه یا فیلترهای تخصصی، ممکن است نیاز به نوع خاصی از آنتراسیت باشد که با شرایط سیستم هماهنگ باشد.
4. ارزیابی کیفیت و خلوص آنتراسیت
کیفیت آنتراسیت، شامل میزان ناخالصی ها و ساختار دانه ها، از دیگر عوامل مهم در انتخاب است. آنتراسیت با خلوص بالا، مقاومت فیزیکی و شیمیایی بهتری دارد و عملکرد بهتری در فرآیند فیلتراسیون ارائه می دهد. همچنین ناخالصی کمتر به معنای طول عمر بیشتر و کاهش هزینه های نگهداری است که در نهایت به صرفه جویی در هزینه های کلی تصفیه منجر می شود.
5. بررسی هزینه ها و شرایط نگهداری
در انتخاب آنتراسیت، علاوه بر کیفیت و کارایی، باید به جنبه های اقتصادی و عملیاتی نیز توجه کرد. هزینه خرید آنتراسیت، هزینه های نگهداری و شستشو، و همچنین طول عمر مفید آن، عواملی هستند که باید در نظر گرفته شوند. آنتراسیتی که کیفیت مناسبی دارد اما هزینه نگهداری بالایی دارد ممکن است گزینه مناسبی نباشد. انتخاب هوشمندانه می تواند موجب صرفه جویی در هزینه های طولانی مدت شود.
6. مشاوره با کارشناسان و استفاده از اطلاعات فنی تولیدکنندگان
برای دستیابی به بهترین انتخاب، استفاده از تجربیات کارشناسان و اطلاعات دقیق فنی تولیدکنندگان بسیار مفید است. این مشاوره ها کمک می کند تا با در نظر گرفتن شرایط خاص هر پروژه، نوع و مشخصات دقیق آنتراسیت به درستی انتخاب شود و از بروز مشکلات احتمالی جلوگیری شود. همچنین تولید کنندگان معمولاً داده هایی درباره عملکرد و دوام محصول خود ارائه می دهند که در تصمیم گیری بسیار کمک کننده است.
آنتراسیت و تصفیه آب آشامیدنی: استانداردها و مقررات
استفاده از آنتراسیت در تصفیه آب آشامیدنی باید مطابق با الزامات بهداشتی و استانداردهای ملی و بین المللی باشد تا ایمنی و کیفیت آب مصرفی تضمین شود. در ادامه، مهم ترین جنبه های قانونی و فنی این موضوع را بررسی می کنیم.
1. استانداردهای بینالمللی برای آنتراسیت در تصفیه آب
سازمان هایی مانند NSF، ANSI، AWWA و WHO مشخصاتی را برای کیفیت، خلوص و ایمنی آنتراسیت تعیین کرده اند. رعایت این استانداردها تضمین می کند که آنتراسیت فاقد فلزات سنگین، ترکیبات مضر یا آلودگی های زیست محیطی باشد.
2. الزامات وزارت بهداشت و استاندارد ملی ایران
در ایران، آنتراسیتی که برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود باید مطابق با استانداردهای ملی مانند ISIRI 9001 و دستورالعمل های سازمان های نظارتی آب و فاضلاب باشد. این مقررات شامل آزمون های فیزیکی و شیمیایی دقیق برای تأیید کیفیت مواد است.
3. آزمون های کنترل کیفیت قبل از استفاده
پیش از کاربرد آنتراسیت در سیستم های تصفیه آب، انجام تست هایی مانند تعیین دانه بندی، دانسیته، سختی، pH، و درصد خاکستر الزامی است. این آزمون ها عملکرد آنتراسیت و ایمنی آن برای مصرف انسانی را تأیید می کنند.
4. اثرات عدم انطباق با استانداردها بر سلامت
استفاده از آنتراسیت بی کیفیت یا بدون گواهی می تواند منجر به آلودگی ثانویه، ورود فلزات سنگین به آب یا کاهش کارایی فیلتراسیون شود که سلامت عمومی را به خطر می اندازد.
5. گواهی ها و مدارک مورد نیاز تأمین کنندگان
تأمینکنندگان معتبر آنتراسیت موظف اند گواهی های آزمایشگاهی معتبر، تاییدیه بهداشت و گواهی انطباق با استانداردهای بین المللی را ارائه دهند. این گواهی ها یکی از شروط اصلی برای خرید مطمئن محسوب می شوند.
6. توصیه هایی برای بهره برداران سیستم های تصفیه
بهره برداران تصفیه خانه ها و مراکز آب رسانی باید علاوه بر خرید از منابع معتبر، به صورت دوره ای عملکرد آنتراسیت را ارزیابی کرده و در صورت نیاز آن را تعویض کنند. همچنین بررسی مطابقت آن با استانداردهای روز نباید فراموش شود.
نتیجه گیری
در این محتوا با انواع آنتراسیت و کابرد آن ها در تصفیه آب و فاضلاب ها به خوبی آشنا شدید. باید بدانید که انتخاب هر نوع از آنتراسیت وابسته به نوع آب و نوع آلودگی ها متفاوت است. سنگ آنتراسیت طی یک فرانید پیچیده و چند مرحله ای تولید می شود.و به صورت کلوخه دانه بندی و کلسینه و میله ای جهت مصرف پالایشگاه ها، پتروشیمی ها و تصفیه آب ها ارائه می شود. خریداران می توانند با مراجعه به وب سایت شرکت جهان سنگ الوند جهت خرید آنتراسیت با بهترین کیفیت و همچنین دیگر سنگ های معدنی ما مطلع شوند. همچنین می توانید با شماره ی 09122260820 تماس حاصل فرمایید.
